不同處理對發酵稻秸稈發酵品質的影響

顧擁建，占今舜，丁成龍，沙文鋒

（1.江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇如皋226541；2.揚州大學動物科學與技術學院，江蘇揚州225009；3.江蘇省農業科學院畜牧研究所，江蘇南京210014）

不同處理對發酵稻秸稈發酵品質的影響

顧擁建1，占今舜2，丁成龍3，沙文鋒1

（1.江蘇沿江地區農業科學研究所，江蘇如皋226541；2.揚州大學動物科學與技術學院，江蘇揚州225009；3.江蘇省農業科學院畜牧研究所，江蘇南京210014）

本文旨在研究不同處理方式對發酵稻秸稈發酵品質的影響。試驗分為4個處理組，分別為加水200 kg/t稻秸組（對照組）、5 g/t乳酸菌+200 g/t纖維素酶+2%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗Ⅰ組）、5 g/t乳酸菌+400 g/t纖維素酶+4%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗Ⅱ組）和5 g/t乳酸菌+600 g/t纖維素酶+1%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗Ⅲ組），每組5個重復。結果表明：與對照組相比，試驗Ⅰ和Ⅲ組的pH、丙酸、氨態氮、乙酸和丁酸含量分別顯著降低了9.16%、11.20%，93.96%、90.60%，10.70%、19.57%，14.98%、40.16%和100%、100%（P＜0.01），但乳酸含量分別顯著升高了40.63%和59.38%（P＜0.01）；與對照組相比，試驗Ⅱ組的干物質和可溶性碳水化合物含量分別顯著升高了8.60%和45.59%（P＜0.01），而中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量分別顯著降低了15.14%和13.09%（P＜0.01），但不同處理方式對粗脂肪和粗蛋白質含量無顯著影響。根據V-score評分，各處理的發酵品質級別均為良，其中試驗Ⅲ組的分數最高，對照組的分數最低。綜上所述，在稻秸稈中添加乳酸菌、纖維素酶、糖蜜和水進行混合青貯能夠改善發酵品質，提高秸稈營養成分，其中添加5 g/t乳酸菌、600 g/t纖維素酶、1%糖蜜和200 kg/t水混合青貯效果最好。

青貯；水稻秸稈；發酵品質；乳酸菌；纖維素酶

水稻在我國的種植面積非常廣，每年產生的水稻秸稈量非常大。然而，水稻秸稈粗纖維、木質素等含量較高，導致其利用效率不高。研究發現，水稻秸稈中混合乳酸菌和米糠進行青貯，能夠改善稻草青貯料品質；添加8%氨水（含氨20%），經過低溫氨化，能夠提高粗蛋白質含量和改善質地；與多花黑麥草按7∶3進行混貯能夠改善發酵品質（李君臨等，2014；劉盧生等，2012；許能祥等，2010）。說明秸稈經過氨化、青貯等處理，可破壞其纖維素、半纖維素和木質素間的緊密結構，且纖維素、半纖維素在酶的作用下可轉化成可溶性糖，提高秸稈的營養價值（Wang等，2015）。目前，利用糖蜜、乳酸菌和纖維素酶等混合進行水稻秸稈青貯的研究鮮見報道。因此，本試驗研究添加乳酸菌和不同濃度的糖蜜、纖維素酶與水稻秸稈進行混合青貯的效果，為青貯水稻秸稈作為一種粗飼料來源提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料糖蜜（甘蔗糖蜜）來自廣西，其總糖含量高于48%。乳酸菌種（活性乳酸菌含量1× 1011cfu/g）由江蘇省農科院畜牧研究所提供。纖維素酶（活性為20000 U/g）由江蘇奕農生物工程有限公司提供。

水稻秸稈的制備：將稻籽收獲后（倒三葉仍為綠色）的淮稻5號水稻秸稈進行粉碎至長度2～3 cm，然后將其與乳酸菌、糖蜜和纖維素酶混合，用水稀釋后進行發酵。水稻秸稈營養成分為（干物質基礎）：粗蛋白質（CP）3.87%，粗脂肪（EE）2.89%，中性洗滌纖維（NDF）69.48%，酸性洗滌纖維（ADF）38.04%，可溶性多糖（WSC）5.52%。

1.2試驗方法稻秸稈發酵試驗分為4個處理組，分別為加水200 kg/t稻秸組（對照組）、5 g/t乳酸菌+200 g/t纖維素酶+2%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗Ⅰ組）、5 g/t乳酸菌+400 g/t纖維素酶+4%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗Ⅱ組）和5 g/t乳酸菌+600 g/t纖維素酶+1%糖蜜+200 kg/t水稻秸組（試驗Ⅲ組），每組5個重復。然后將混合物裝入5 L的涂料桶，邊裝邊壓實，層層壓緊，便于青貯發酵。

1.3指標的測定

1.3.1營養成分的測定取出青貯秸稈樣品，在105℃烘箱內放置3～4 h后測定干物質（DM）。將烘干后的樣品進行粉碎，然后根據《飼料分析及飼料質量檢測技術》中的方法進行粗蛋白質（CP）、粗脂肪（EE）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量的測定。可溶性碳水化合物（WSC）采用蒽酮-硫酸比色法測定，乳酸采用對羥基聯苯法進行測定（楊平平等，2013）。

1.3.2pH、氨態氮和揮發性脂肪酸的測定稱取20 g青貯飼料于三角瓶中，加入180 mL蒸餾水攪拌均勻，浸泡24 h后用四層紗布過濾，再將濾液用定量濾紙2次過濾，所得浸提液用pH計測定pH值。取青貯秸稈浸提液進行氨態氮（NH3-N）含量的測定，其檢測方法采用苯酚-次氯酸鈉比色法。另外，取一部分的浸提液利用氣相色譜儀檢測乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量。檢測條件參照顧擁建等（2016）的方法。

1.3.3發酵品質的評定根據V-Score評價體系進行發酵品質評定，其方法見表1。

表1 V-Score評分標準

1.4數據處理試驗數據先用Excle 2007進行預處理，結果以“平均值±標準誤”表示，采用SPSS 21.0進行單因素方差分析（ANOVA），LSD法進行多重比較，P＜0.01表示差異極顯著，P＜0.05表示差異顯著。

2結果

2.1青貯稻秸稈的發酵品質從表2中可知，與對照組相比，試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組的pH和丙酸含量分別顯著降低9.16%、9.16%、11.20%和93.96%、62.42%、90.60%（P＜0.01），但乳酸含量顯著升高40.63%、40.63%、59.38%（P＜0.01）；試驗Ⅰ和Ⅲ組的氨態氮、乙酸和丁酸含量分別顯著降低10.70%、19.57%，14.98%、40.16%和100%、100%（P＜0.01或P＜0.05）。

表2 青貯稻秸稈的發酵品質

2.2青貯稻秸稈的營養成分從表3中可知，試驗Ⅰ和Ⅱ組的干物質含量顯著低于對照組和試驗Ⅲ組（P＜0.01）；試驗Ⅱ組的粗蛋白質含量顯著高于試驗Ⅰ和Ⅲ組（P＜0.01），但粗脂肪含量則相反。與對照組相比，試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維分別顯著降低10.19%、15.14%、12.08%和8.40%、13.09%、10.39%（P＜0.01），但試驗Ⅱ和Ⅲ組可溶性碳水化合物含量分別顯著升高45.59%和23.53%（P＜0.01）。

2.3青貯稻秸稈V-Score評分由表4可知，根據V-score評分，各處理的發酵品質級別均為良，其中分數從大到小為試驗Ⅲ組＞試驗Ⅰ組＞試驗Ⅱ組＞對照組。

表3 青貯稻秸稈的營養成分%

表4 V-score評分結果

3討論

青貯是微生物活動和生物化學變化的過程，其中水分、乳酸菌種類和數量、可溶性碳水化合物等在青貯過程中均能影響秸稈發酵品質。當水分含量過高時，會影響乳酸菌發酵，導致揮發性脂肪酸含量升高，降低發酵品質。另外，水分含量過高會導致秸稈中的營養物質滲出，降低青貯飼料的營養價值（史卉玲等，2013）。Catchpoole等（1971）研究表明，pH值小于4.2，丁酸含量小于2 g/kg DM，乳酸含量為30～130 g/kg DM是青貯飼料發酵品質好的標準。根據這個標準，本試驗中所有處理組的發酵品質均較好，結果說明在本試驗中水稻秸稈中添加水的量比較適合。研究發現，將乳酸菌復合系添加到水稻秸稈中發酵一個月，能夠增加乳酸生成量，降低pH值，而添加酶制劑的效果比添加乳酸菌差（高麗娟等，2007；門宇新，2007）。說明添加乳酸菌能夠改善秸稈的發酵品質。陶蓮和刁其玉（2016）研究發現，在青貯過程中，乳酸菌數量升高，pH值降低。本試驗結果表明，與對照組相比，試驗組的pH值顯著降低，乳酸生成量顯著增加。揮發性脂肪酸是評定青貯質量的指標之一。蛋白質、葡萄糖和乳酸能夠被腐敗菌等有害微生物分解產生丁酸，如果丁酸含量下降，說明有害微生物的活動受到抑制。在青貯過程中，氨態氮是由蛋白質和氨基酸降解產生的，氨態氮含量高低可以反映青貯質量的好壞（顧擁建等，2016）。從本試驗結果來看，在水稻秸稈中添加適當的乳酸菌、纖維素酶和糖蜜進行混貯，能夠降低丁酸和氨態氮含量。可能是因為混合青貯提高了乳酸的含量，降低pH值，進而抑制有害微生物分解營養物質。V-score是用來評定青貯飼料等級的一種有效的方法，其是通過測定氨態氮以及揮發性脂肪酸含量來進行計算分數，進而確定等級。V-score評分能夠比較客觀地反映青貯飼料的發酵品質。從本試驗結果來看，在水稻秸稈中添加適當的乳酸菌、纖維素酶和糖蜜進行混貯能夠提高V-score評分。可能是因為混合青貯提高了乳酸含量，有害微生物的生長受到抑制，進而降低了丁酸和氨態氮含量。

乳酸菌和可溶性碳水化合物含量能夠影響青貯發酵品質。青貯過程中乳酸菌數目大于105cfu/g，才會使青貯的早期發酵以乳酸菌發酵為主。因此，添加乳酸菌能抑制有害菌的繁殖，促進有益微生物的繁殖，從而導致大量菌體蛋白的產生，增加青貯飼料中的粗蛋白質和有機酸含量。另外，可溶性碳水化合物能夠促進乳酸菌發酵，進而影響青貯發酵品質（顧擁建等，2016）。研究發現，青貯水稻秸稈的CP含量隨乳酸菌制劑添加量的增加而升高，NDF和ADF含量則相反（吳曉杰和韓魯佳，2005）。與青貯原料相比，水稻秸稈中添加乳酸菌進行青貯，秸稈的DM和NDF含量降低，CP和ADF含量升高；添加纖維素酶，秸稈的DM、CP和NDF含量降低，ADF含量升高（門宇新，2007）。另外，水稻秸稈青貯中添加乳酸菌，能夠降低粗蛋白質和酸性洗滌纖維的損失量，但對干物質、可溶性多糖和中性洗滌纖維含量無顯著影響（候曉靜，2011）。說明添加纖維素酶和乳酸菌能夠影響青貯水稻秸稈的營養成分。本試驗結果表明，添加乳酸菌、纖維素酶和糖蜜進行混貯，秸稈的DM和WSC的含量升高，NDF和ADF的含量降低。原因可能是纖維素酶分解秸稈中的纖維素形成可溶性碳水化合物，導致纖維含量下降。另外，糖蜜主要成分是糖類，因此隨著糖蜜添加劑量升高，導致可溶性碳水化合物的含量升高，乳酸菌的繁殖增快，水稻秸稈的營養成分提高。但試驗Ⅲ組的營養成分較試驗Ⅱ組差，可能是因為糖蜜含量少，可溶性碳水化合物的含量低，造成發酵品質較差，秸稈的營養成分有所降低。從這個試驗結果可以看出，在影響水稻秸稈青貯發酵品質方面，糖蜜的作用可能高于纖維素酶。

4結論

本試驗結果表明，在稻秸稈中添加乳酸菌、纖維素酶、糖蜜和水進行混合青貯能夠改善其發酵品質，提高秸稈營養成分，其中添加5 g/t乳酸菌、600 g/t纖維素酶、1%糖蜜和200 kg/t水混合青貯效果最好。

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The aim of this study was to study the effects of different treatment on fermentation of ensiled rice straw. The experiment were divided into 4 groups for control group（rice straw+200 kg/t water），groupⅠ（5 g/t Lactobacillus+200 g/t cellulase+2%molasses+rice straw+200 kg/t water），groupⅡ（5 g/t Lactobacillus+400 g/t cellulase+4%molasses+rice straw+200 kg/t water），groupⅢ（5 g/t Lactobacillus+600 g/t cellulase+1%molasses+rice straw+200 kg/t water）.All groups with 5 replicates respectively.The results showed that compared with the control group，the pH，and the concentration of propionic acid，ammoniacal nitrogen，butyric acid，acetic acid in groupsⅠandⅢwere reduced by 9.16%，11.20%；93.96%，90.60%；10.70%，19.57%；14.98%，40.16%and 100%，100%，respectively（P＜0.01），whereas the concentration of lactic acid were increased by 40.63%and 59.38%，respectively（P＜0.01）.Compared with the control group，the contents of dry matter，water soluble carbohydratein in groupⅡwere increased by 8.60%and 45.59%，respectively（P＜0.01），whereas the neutral detergent fiber and acid detergent fiber content in groupⅡwere reduced by 15.14%and 13.09%，respectively（P＜0.01）.However，the content of crude fat and crude protein in the control group and groupⅡhad no significant difference.The score of groupⅢwas the highest，and the score of the control group was the lowest.The grade of fermenting quality in all treatment groups were good by the V-score.In conclusion，rice straw mixed with Lactobacillus，cellulose，molasses，and water could improve fermentation quality and nutrition composition of straw，and the ensiled effect of rice straw mixed with 5 g/t Lactobacillus，600 g/t cellulose，1%molasses，and 200 kg/t water was the better.

silage；rice straw；fermentation quality；Lactobacillus；cellulase

S816.6

A

1004-3314（2017）12-0018-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171205

南通市科技局（MS22015027）